Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2014 » Декабрь » 20 » Резиновые смеси на основе натуральных каучуков.
19:44
Резиновые смеси на основе натуральных каучуков.

   Натуральные каучуки отличаются высокими физико-механическими свойствами, относительно многих синтетических каучуков. Они сочетают высокую стойкость к раздиру, хорошую когезию и высокую усталостную прочность при высокой эластичности и морозостойкости. Поэтому натуральные каучуки применяют для создания композиций, работающих в тяжелых условиях при знакопеременных динамических нагрузках, в том числе, при низких температурах. Отходы производства натуральных каучуков (которые в ряде случаев могут достигать 30-35% по массе от основного производства) используют для создания сложных композиций посредственного качества.

   Основными спутниками натуральных каучуков в полимерной матрице резиновых смесей являются: изопреновые каучуки, бутадиеновые каучуки (типов СКД и СКБ), а так же, бутадиен-стирольные каучуки. Эти добавки позволяют, не только тонко корректировать свойства полученных композиций для достижения оптимальных результатов в каждом конкретном случае, но и допускают экономию более дорогих натуральных каучуков высокого качества.

   Наполнители композиций из натуральных каучуков являются вторым методом модификации свойств резиновых смесей на основе натуральных каучуков. Наибольшее значение имеют сажи различных марок, используются практически все типы саж. Вязкость резиновой смеси и ее износоустойчивость уменьшаются в следующем ряду типов вносимой сажи: SAF>ISAF>HAF>HPC>MPC>EPC. Иными словами, чем мельче частицы сажи и более полярная их поверхность, тем в большей степени они повышают вязкость смеси, снижают ее эластичность и увеличивают прочность ко всем видам механических нагрузок. Как уже было сказано выше, это связано с образованием армирующей сетки физических связей между полярными группировками и радикальными центрами на поверхности частиц сажи и ММ каучука.

   В зависимости от типа сажи и конкретной композиции, содержание сажи обычно варьирует в пределах 30-80 массовых частей сажи на 100 массовых частей каучука (или каучуков полимерной матрицы, если используется смесь двух или более видов каучуков).

   Каждый тип саж имеет свои особенности при использовании в композициях на основе натуральных каучуков. Печные сажи повышают склонность резиновой смеси к подвулканизации в значительно большей степени, чем канальные сажи. Сажи типов FEF, GPF и HMF применяют для производства резин с высокой усталостной прочностью и эластичностью, такие смеси имеют малое тепловыделение при деформации (низкое внутреннее трение). Сажи типов SRF и GPF, при их добавлении в значительном количестве, повышают упругость резины, несколько снижая ее эластичность. Для наиболее мягких резиновых смесей используют достаточно крупнодисперсные термические сажи (типа МТ и FT) и ламповые сажи (например, типа ПМ-15).

   Использование токопроводящих саж типов CF и SCF позволяет получить композиции с относительно малым удельным электрическим сопротивлением (20 – 200 Ом на сантиметр). Данные композиции на ходят некоторое применение в КИП и электротехнике.

   При производстве белых и цветных композиций из натуральных каучуков часто используют минеральные наполнители, склонные к образованию трехмерной сетки физических связей. Классическими представителями данных наполнителей, нашедших широкое применение в полимерной промышленности, являются: диоксид кремния, оксид цинка, активный осажденный мел, и менее малоактивные наполнители: литопон, тальк, каолин, мел и пр.

   Кроме увеличения жесткости и механической прочности композиции, диоксид кремния повышает стойкость резины к тепловому старению. Оксид цинка используют для повышения сопротивляемости резин раздиру. Активные осажденный мел способствует сохранению формы изделия после формования, то есть, снижает релаксационное искажения формы изделия в процессе остывания, хранения и эксплуатации. Малоактивные и неактивные минеральные наполнители снижают адгезию резиновых смесей при переработке, что облегчает технологический процесс и повышает производительность оборудования.

   Для компенсации негативного воздействия активных наполнителей полимерных композиций из каучуков используют пластификаторы. Как Вы помните, основное назначение пластификаторов состоит в расширении температурного интервала эксплуатации композиции, а так же, повышении эластичности и ударной вязкости. В случае натуральных каучуков первый фактор имеет ключевое значение лишь при работе изделий в условиях крайнего севера, так как, натуральные каучуки отличаются достаточно высокой морозостойкостью. Что касается эластичности и ударной вязкости, здесь притаились экономические показатели. Как уже было неоднократно отмечено, каучуки вообще и натуральные каучуки в частности, это весьма дорогостоящий материал, снижение его содержания в продукте всеми правдами и неправдами достаточно предпочтительно с ценовой точки зрения. Поэтому получается, что мы вносим сажу и другие наполнители, что бы повысить механическую прочность и жесткость, а затем компенсируем жесткость пластификатором. Результат: уменьшение массового содержания каучука в той же автомобильной покрышке до 14-19% при сохранении ее эксплуатационных свойств и механической прочности на вполне приемлемом уровне.

   Пластификаторы обычно вносят в композиции на основе натуральных каучуков в количестве 5 – 15 массовых частей на 100 массовых частей каучука. Меньшие количества применяют, если требуется высокая термодинамическая стойкость композиции и ее гигиенические и эстетические параметры (например, если данный материал контактирует с пищей или лекарствами). Большие количества используют лишь в случае композиций на основе отходов получения натуральных каучуков, когда много армирующих наполнителей, а требования к физико-механическим свойствам не особенно высокие.

   Наиболее широко используются сравнительно недорогие, и обладающие высоким сродством к натуральному каучуку пластификаторы на основе природных материалов. А именно: сосновые и кумароно-инденовые смолы, канифоль, рубакс и др. Постепенно внедряются более дорогие и современные пластификаторы типа полиалкилсилоксановых жидкостей.

   Для повышения долговечности любой полимерной композиции весьма широко используют антиоксиданты и другие антистарители. Антиоксиданты резиновых смесей на основе натуральных каучуков могут включать окрашенные или неокрашенные антиоксиданты, а так же, их комбинации. Из окрашенных антистарителей резиновых смесей на основе натуральных каучуков, применяют: 1,4-дифенилфенилендиамен (ДФФД), N-фенил-β-нафтиламин (“Неозон Д”), N-фенил-N’-изопропил-n-фенилендиамен (“4010 NA”), n-оксифенил-β-нафтиламин (“Параоксинеозон”) и др. Из неокрашенных антиоксидантов и антистарителей наиболее широкое применение в композициях на основе натуральных каучуков получили следующие марки: 2,4,6-три-трет-бутилфенол (“П-23”), 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (“Ионол”), меркаптобензимидазол, 2,2-метилен-бис-(4-метил-6-трет-бутилфетон) (“продукт 2246”) и др.

   Окрашенные антиоксиданты значительно более эффективны, чем большинство неокрашенных, поэтому, неокрашенные антиоксиданты используют только для производства белых или цветных композиций.

   Наиболее эффективную защиту обеспечивает одновременное использование двух-трех антиоксидантов. Например, смеси неозон-Д и ДФФД значительно эффективнее, чем они же по отденльности при аналогичном содержании в композиции. Неозон-Д, n-оксинеозон, 4,4’-динафтилфенилендиамен полностью подавляют каталитическое действие соединений переходных металлов на окисление ММ каучука атмосферным кислородом. Использование 1-2 массовых частей n-оксинеозона или ацетонанила совместно с 3 массовыми частями восков (например, марки АФ-1) позволяет обеспечить хорошую защиту от озонного старения.

   Защита от УФ-старения обеспечивается использованием 2,4-диоксибензофенона, дибутилдитиокарбаматов никеля или диэтилдитиокарбаматов никеля совместно с ингибиторами окислительного старения.

   В следующий раз мы разберем особенности вулканизирующих систем для композиций на основе натуральных каучуков и технологические тонкости процесса вулканизации.

Категория: Полимерные материалы | Просмотров: 1670 | Добавил: Chemadm | Теги: резина, полимерные композиции, эластометы, натуральный каучук | Рейтинг: 5.0/4
Всего комментариев: 1
0
1  
спасибо за полезную инфу! Никогда раньше даже не знал таких нюансов!

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]